海巡三等申論題
114年
[海洋巡護科輪機組] 船用電機與自動控制
第 一 題
針對並激式直流電動機，請以負載電流為橫軸，轉矩為縱軸，畫出並激式直流電動機的轉矩特性曲線圖。並請依此圖說明：若增加並激磁場電阻時，將對電動機之轉矩造成什麼影響？（25 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
考生看到此題應立刻聯想直流電動機的基本轉矩方程式（τ = K·φ·Ia）。第一步先畫出理想正比與受電樞反應影響而下彎的轉矩-電流曲線；第二步透過歐姆定律推導激磁電阻（Rf）增加對激磁電流（If）及磁通（φ）的影響，最終套入公式證明同電流下轉矩下降的結論。
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【破題】 本題核心在於理解直流電動機之轉矩方程式 τ = K·φ·Ia，並透過歐姆定律與電磁感應原理，分析激磁電阻改變對磁通量與轉矩的連鎖影響。 【論述】
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並激電動機轉矩特性
💡 掌握轉矩公式 τ = KφIa 與激磁電阻對磁通之連鎖影響
🔗 增加激磁電阻對轉矩之影響邏輯
- 1 電路變化 — 增加磁場電阻 Rf 導致激磁電流 If 下降
- 2 磁場弱化 — If 下降導致主磁通量 φ 隨之減少
- 3 轉矩響應 — 依公式 τ = KφIa，在同 Ia 下轉矩減少
- 4 曲線表現 — 轉矩-電流特性曲線斜率變小並下移
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🔄 延伸學習：延伸學習：此操作通常用於提高電動機轉速，即所謂的『弱磁調速』。
